發(fā)布時間：2020-06-11 06:34

【摘要】：小麥作為重要經濟糧食作物�，F階段自然災害的頻發(fā)、耕地的減少和種植人員的大量流失,使小麥的產量越來越滿足不了人類的需求,所以小麥的種質改良已經成為現階段小麥研究的主要方向�，F階段小麥的品種改良主要依靠傳統(tǒng)育種技術,由于周期長、工作量大、且易受外界環(huán)境因素的影響,嚴重阻礙了小麥育種的進度。隨著分子生物學技術的迅速發(fā)展,利用前沿分子生物技術對調控小麥產量基因和抗逆性狀的有益基因進行鑒定和遺傳操作,對小麥的種質改良具有重要意義。小麥新品種煙農1212由山東省煙臺市農業(yè)科學研究院選育,具有高抗病性、超高產潛力、廣泛地域適應性等特點。由于其是傳統(tǒng)育種方法選育而成,除了其高產、抗逆性強等優(yōu)良性狀表型外,對其分子層面的理論基礎和高產、高抗逆性的作用機理研究了解甚少,在很大程度上限制了該品種作為優(yōu)良種質資源的利用。本實驗對煙農1212、濟麥22、煙2415、煙農999、煙農15、圣麥127、鄭麥9023、恒進麥8號、平安11號這9個優(yōu)異小麥品種進行了TaGW2-A/B/D克隆測序,經過比對發(fā)現品種間的序列差異,并結合千粒重數據進行了關聯(lián)分析。同時,對新品種煙農1212和對照品種濟麥22與產量及抗逆相關的4個重要基因(TaGW2、TaGS1、BADH、DREB)進行了熒光定量分析,得到主要結果如下:(1)成功克隆得到煙農1212及濟麥22、煙2415、煙農999、煙農15、圣麥127、鄭麥9023、恒進麥8號、平安11號8個對照品種的TaGW2-A/B/D基因的基因組序列(除第6內含子部分序列)。(2)通過比對9個小麥品種TaGW2基因的突變位點,發(fā)現小粒和中粒品種的突變點個數為0至3個(除煙2415外),而大粒的品種恒進麥8號與平安11號為5至6個。突變導致TaGW2基因功能的喪失,與產量性狀相對應,且在籽粒發(fā)育時期表達量變化巨大,從而推測TaGW2基因為小麥產量密切相關的主效負向控制基因。TaGW2基因功能的差異可能是導致這9個品種千粒重差距的重要因素之一。(3)煙農1212、煙農999中的TaGW2基因在沒有發(fā)生功能喪失突變的情況下依然表現出優(yōu)異的產量性狀,說明可能受其他產量調控有益基因共同控制。因此,對煙農1212與煙農999的TaGW2基因進行喪失功能的遺傳操作如基因編輯,可能會進一步發(fā)揮他們的產量潛力。(4)通過對比煙農1212與濟麥22的TaGW2基因表達發(fā)現,TaGW2-D基因的表達量顯著高于TaGW2-A基因和TaGW2-B基因的表達量,說明TaGW2-D基因對產量的抑制作用高于TaGW2-A基因和TaGW2-B基因。(5)TaGS1a基因在籽粒發(fā)育時期表達量變化巨大,推測TaGS1a基因與籽粒發(fā)育存在密切聯(lián)系;在籽粒發(fā)育時期TaGS1a基因的表達煙農1212高于濟麥22,說明煙農1212在籽粒發(fā)育時期對氮元素的利用高于濟麥22,煙農1212為更優(yōu)異的種質資源。(6)在經過干旱處理后的煙農1212和濟麥22植株中皆出現了BADH基因與DERB基因大量表達,推測兩個基因與小麥抗旱性關系密切;同樣處理下的煙農1212的BADH基因與DERB基因表達量高于濟麥22,與煙農1212的高抗逆性相吻合。
【圖文】：

煙臺大學碩士學位論文為小麥產量三要素之一，主要由灌漿充實度、籽粒大小和多因素共同影響[24]，對籽粒的發(fā)育、幼苗的活力也起到了重要小麥的品質性狀與產量性狀[23, 25]。劉皓等和 Sun 等通過研究寬極大地影響了小麥的千粒重，小麥的粒長與粒寬之間也存 Dholakia 等對 92 個小麥品種的籽粒形態(tài)發(fā)育進行了研究表和粒寬都具有極其顯著的正向聯(lián)系，，且小麥的千粒重、粒長含量存在顯著正向聯(lián)系[28]。Chang 等通過研究表明，小麥粒的影響，粒厚次之[29]。

圖 2 干旱脅迫下植物調控布局[99]Figure 2 Flinctions of drought induced genes in drought tolerance and respo麥抗旱性對產量的影響作為糧食作物，抗旱程度最終都體現在籽粒上面，最終轉化為小迫會使小麥產生多種相關性狀，而籽粒的產量則是這些生長相的結果[101]。干旱脅迫會導致作物產量性狀的減少，這可能是由交換系統(tǒng)被破壞，而且韌皮部疏導作用、同化物轉運和干物質抑制[102]。干旱脅迫還可以通過抑制葉片的張縮與發(fā)育，從而引致植物整體的光合作用減弱，最終抑制干物質的產生[103]。在開往導致小穗的不育，向小穗中進行的同化物質運輸達不到籽粒是造成這一現象的主要原因[104]。土壤中水分含量的降低，使氣孔物對 CO2的吸收，以至于使植物的整體光合作用下降[105, 106]。干蔗糖和淀粉合成酶活性，導致作物同化物減少，以至于引起產
【學位授予單位】：煙臺大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S512.1

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本文編號：2707516